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电力系统暂态稳定在线决策算法的研究

作　者: 滕林
导　师: 刘万顺
学　校: 华北电力大学（北京）
专　业: 电力系统及其自动化
关键词: 电力系统暂态稳定直接法解列紧急控制决策算法
分类号: TM711
类　型: 博士论文
年　份: 2003年
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引　用: 5次
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内容摘要

随着全国电网的互联和电力市场的形成，以往依赖于离线生成的决策表方式已越来越不能适应于当前形式的发展。本论文针对保证电力系统暂态稳定的第二道和第三道防线，围绕保证电力系统暂态稳定的决策方法进行了理论上的深入研究和仿真验证，主要工作有：（1）提出了用于暂态稳定分析的迭代切平面法（ITP法）。在主导不稳定平衡点附近用切平面近似稳定流形，通过迭代的方法求取临界切除时间。本方法相对于切平面法具有更高的精度，很大程度上减少了TP法的乐观性。（2）对暂态稳定分析的PEBS法、BCU法及迭代切平面法进行了比较和分析，并以WSCC系统的不同的运行方式进行了分析计算。根据几种直接法之间的互补性和计算步骤的共同性，提出了多元直接法，可以对预想事故进行筛选。（3）提出了具有失步预测功能的解列新判据：P-Q符号法。通过对失稳机组之间的联络线上的有功功率P、无功功率Q及其变化规律的分析，通过定义不同的指标，P-Q符号法能够很清晰地反映出系统的运行点的状态及其发展趋势。因此P-Q符号法能有效地识别系统之间的失步，而且能及早地判断出失步的时刻。（4）对基于补偿原理的失步解列判据进行了分析，指出其存在“死区”的原因。在此基础上提出基于改进的补偿原理失步解列判据，根据补偿电压相量轨迹的相对曲率的符号能够较好地识别同步振荡和异步振荡，克服了已有判据在补偿电压于振荡中心附近时难以整定的问题，可以不受运行方式、补偿阻抗的整定及振荡中心位置的影响。（5）提出了采用遗忘因子的自回归（AR）模型的功角预测方法。可以提前200ms对发电机的功角进行预测，仿真结果表明该方法比AR模型算法具有更高的精度。（6）提出了两种临界机群的识别方法：复合功角判据和小波分解-相关性判据。对受扰后的发电机组进行临界机群识别，能够在较短的时间里分群，从而为紧急控制提供决策准备。（7）提出了利用EEEAC的实时紧急控制的思想。在PMU和光纤通信的基础上，假设发电机的功角、转速及功率能够实测而且近乎实时地传输到控制中心，首先对功角进行初步预测，再利用这些信息和EEAC的思想快速进行稳定性分析，并纳入广义预测控制理论的思想框架，对电力系统进行闭环滚动控制。

全文目录

中文摘要  4-5
英文摘要  5-7
第一章绪论  7-16
  1.1 问题的提出及本课题的意义  7-8
  1.2 本课题目前的研究现状  8-14
    1.2.1 暂态稳定紧急控制系统的体系结构与决策方式  8-9
    1.2.2 暂态稳定在线分析方法综述  9-12
    1.2.3 防止系统崩溃的最后一道防线-解列算法综述  12-13
    1.2.4 相关新技术的进展  13-14
  1.3 本论文的主要工作  14-16
第二章暂态稳定分析的迭代切平面法  16-41
  2.1 引言  16
  2.2 电力系统的稳定域边界理论  16-21
    2.2.1 Lyapunov函数  17
    2.2.2 不变集理论  17-18
    2.2.3 平衡点的类型和稳定流形  18-19
    2.2.4 稳定域边界特征  19-20
    2.2.5 双曲平衡点附近的线性化  20-21
  2.3 多机系统的数学模型和能量函数  21-23
  2.4 势能界面法  23-26
    2.4.1 势能界面的含义  23-24
    2.4.2 势能界面法的步骤  24-25
    2.4.3 势能界面法结果的分析  25-26
  2.5 主导不稳定平衡点的求取  26-31
    2.5.1 故障模式法  26-29
    2.5.2 BCU法  29-31
  2.6 CUEP处切平面的求取  31-34
  2.7 迭代切平面法  34-38
  2.8 暂态稳定分析的多元直接法  38-40
  2.9 本章总结  40-41
第三章基于本地电气量的失步解列算法的研究  41-64
  3.1 引言  41-45
    3.1.1 由间接反映功角的就地电气量构成的失步解列判据  41-43
    3.1.2 面积准则判据  43-44
    3.1.3 两端的电势夹角或电压的相角差构成的失步判据  44-45
  3.2 P-Q符号法  45-53
    3.2.1 基本原理  45-46
    3.2.2 P-Q符号法解列判据  46-47
    3.2.3 防止误判的措施  47-48
    3.2.4 P-Q符号法原理框图  48
    3.2.5 算例分析  48-53
    3.2.6 本节小结  53
  3.3 改进的基于补偿原理的失步解列判据  53-62
    3.3.1 补偿原理的失步解列判据  53-54
    3.3.2 补偿原理失步解列判据的分析  54-56
    3.3.3 改进的补偿原理失步解列判据  56-58
    3.3.4 算例分析  58-62
    3.3.5 本节小结  62
  3.4 相关问题的讨论  62-63
    3.4.1 适用条件  62
    3.4.2 解列地点的选择  62
    3.4.3 解列时机的控制  62-63
    3.4.4 复杂系统的多模异步振荡  63
  3.5 结论  63-64
第四章电力系统暂态稳定实时紧急控制的研究  64-87
  4.1 引言  64-65
  4.2 预测功角的变化  65-69
    4.2.1 数学模型  65-66
    4.2.2 递推算法  66-68
    4.2.3 算例分析  68-69
    4.2.4 本节小结  69
  4.3 基于紧急EEAC的暂稳决策  69-72
    4.3.1 紧急EEAC  69-70
    4.3.2 暂态稳定预测、判断及决策  70-72
  4.4 临界机群识别  72-80
    4.4.1 复合功角判据  72
    4.4.2 功角的小波分解-相关度判据  72-75
    4.4.3 算例分析  75-80
    4.4.4 本节小结  80
  4.5 应用广义预测控制原理的紧急控制策略  80-82
    4.5.1 广义预测控制理论  80-81
    4.5.2 必要性  81-82
    4.5.3 EEEAC的实现  82
  4.6 仿真计算  82-85
  4.7 讨论  85-86
  4.8 本章总结  86-87
第五章结论  87-88
参考文献  88-96
致谢  96-97
附录  97-98
作者攻读博士学位期间发表的学术论文  98-99
作者攻读博士学位期间参加的科研工作  99

电力系统暂态稳定在线决策算法的研究

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